颗粒收集设备制造技术

用于从空气收集颗粒的改进设备包括：具有进气装置和出气装置的旋风器；保持气流从中经过的装置；以及将收集流体从储存器输送到从旋风器中的空气流分离的颗粒的装置，其中所述进气装置与用于加热引入空气的装置相关联。该设备可选择地设有用于捕获热的壳体装置，该设备防止了收集流体在接近且甚至低于０℃的温度下冻结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及对用于收集空气中颗粒的设备的改进。本专利技术具体地但非排他地涉及用于从其中环境空气的温度接近或甚至低于0℃的环境中收集颗粒的设备。
技术介绍
通常使用旋风器实现从空气中分离颗粒，设置旋风器用于快速加速空气，从而差动向心力作用以从气流中去除颗粒。收集分离的颗粒(例如，用于分析)经常需要使颗粒悬浮在最小容积的收集流体(通常为水)中。提供这种功能的设备通常采用将水从与旋风器关联的储存器注入到在旋风器主体中的气流中，并且/或者润湿旋风器主体壁。这种设备例如可采样大约每毫升水700升的空气。这些设备的具体问题在于，在一定的环境条件下，少量喷射的收集流体通过与进入旋风器主体中的大量冷空气接触而易于冻结。此外，在设备暴露于持续很久的寒冷环境的情况下，收集流体也会在储存器中冻结。收集流体的冻结妨碍了收集系统的正确操作以及分析环境中的颗粒的类型和浓度。因此，该问题给这些设备在以下情况下的操作带来了严重的限制，即，其中需要在温度接近或低于0℃的环境中确定致病性的危险。该问题的一种解决方法是使用加热器来加热紧邻设备周围的环境。然而，这种方法通常不能令人满意，尤其在紧急需要开始操作接触寒冷环境已经很长时间的设备的情况下。该问题的另一解决方法是可向收集流体提供防冻剂，或者附加地或选择地加热旋风器主体、储存器和连接管线中的一个或多个。例如，WPI摘要登记(abstract accession)No.1988-304531公开了一种旋风式分离器灰尘收集容器，其具有用于加热该容器的壁表面的电加热器。然而，由于涉及采样完整性和分析以及需要重新设计所述旋风器或设备的问题，因此这些方法较复杂。此外，加热旋风器主体、储存器和连接管线可能不会充分地防止相对较低量的喷射收集流体通过与进入该旋风器的大量冷空气接触而冻结。WPI登记No.1998-249380和2000-021641公开了用于清洁大气的旋风器，其在旋风器主体中具有分级或分层的进气腔室以及用于加热进气的加热气体歧管。加热进气防止了水蒸气凝结和形成冰。WPI登记No.1981-79247公开了一种包括旋风器和辅助灰尘分离器的气体洗涤器。该灰尘分离器被封在一壳体中，该壳体形成了灰尘分离器的加热腔室。
技术实现思路
然而，本专利技术大体上试图通过提供用于加热进入旋风器的空气的更有效的装置来解决喷射收集流体冻结的问题。因此，本专利技术提供了用于从空气收集颗粒的设备，该设备包括旋风器，其具有进气装置和出气装置；保持气流从中经过的装置；以及将收集流体从储存器输送至在旋风器中的气流中的颗粒或从该气流分离的颗粒的装置，其中所述进气装置与用于加热所引入空气的装置相关联。在本说明书中所使用的术语“进气装置”包括提供从环境到旋风器主体的空气通道的任何结构。例如，该进气装置可包括升高的环形进气狭缝，其具有将空气引导至旋风器主体的连接装置(例如，管道)。因此，应理解的是，本专利技术在其范围内包括布置在进气装置(尤其是进气狭缝和/或连接装置)上、内部或周围的加热装置。在本专利技术的一些实施例中，该加热装置同轴地安装在进气装置上或内部。优选地，使该加热装置保持与进气装置的外表面或内表面的一部分热接触。该加热装置可安装在进气装置上，从而使其表面的至少一部分接触。然而，应清楚的是，在这些表面之间也可设置热传导介入元件。当然，在这些实施例中，进气装置至少部分是热传导的。该进气装置可包括任何合适的热传导材料，例如金属或金属合金。一种合适的材料包括由英国标准BS1474 6082T6公知的铝合金。或者，该加热装置可同轴地安装在进气装置内，从而直接在进气装置中加热所引入空气。优选地，该加热装置并不与进气装置接触。因此，在一些实施例中，该进气装置可包括绝热材料。该加热装置可包括任何合适的加热装置，并且可具体地由电池或其它装置供电。在一优选实施例中，该加热装置包括一加热块(heatingblock)，其安装成与圆柱形进气管的热传导部分热接触。该加热块可例如具有半圆形截面，且可与所述部分的部分或全部外周表面热接触。该加热块可包括金属或金属合金以及一个或多个加热元件，例如现有技术中已知的“点火棒(fire rod)”。优选地，该加热块包括例如由英国标准BS2847 C2121M已知的黄铜。然而，其它热传导材料和加热元件也可用于本专利技术的实施。可通过任何合适的安装装置将加热块安装在进气装置上或内部。在一优选实施例中，该加热块被构造成滑动到或夹在进气管上。所述安装装置在进气装置的外表面上可附加地或选择地包括抵靠部或刻痕。这种结构使得加热块可定位于进气管上任何适当或方便的位置处。应理解的是，在该优选实施例中，根据引入空气的接触时间和其它考虑(诸如功耗、重量和便于操作)来选择加热块的材料、尺寸和加热棒的数量以最优化热传导。因此，在一实施例中，其中进气装置包括内径为25.4mm的铝合金(BS1474 6082T)管，圆柱形黄铜(BS2874 C2121M)加热块包括四个额定功率为235W的点火棒且长度为130mm、内径为38mm(质量3.8kg)。对于从500至800L/min范围内的旋风器的进气速率，获得了良好的结果。然而，该加热块可由多个部分(segment)组成，这些部分包括例如在其上表面中的半圆柱形表面，它们通过安装装置而安装在进气管的周围。优选的加热块包括四个黄铜(BS2874 C2121M)部分，每个部分都限定一半圆柱形表面且包括两个额定功率为110W的点火棒。该黄铜部分固定在包括一外壳的安装装置上，该安装装置由两个铰接元件形成，从而在该外壳闭合时，所述部分限定了一圆周长度为230mm(质量约10kg)的加热块。所述安装装置包括与每个箱元件相关联的螺钉夹紧结构，这些螺钉夹紧结构使得加热块定位在进气管上的任何合适的位置处。这样，本专利技术的一个方面提供了一种用于加热进气管的加热块组件，其包括多个加热块部分，包括在其上表面中的半圆柱形表面；以及安装装置，用于将所述部分安装在进气管上，其中所述安装装置包括铰接箱元件，该箱元件限定了用于接收所述部分的装置，从而所述壳体的闭合使得每个部分的半圆柱形表面与进气管的外表面进行接触。所述加热装置可选择地或附加地包括将退出旋风器的空气输送到进气装置的装置。可由旋风器电机单独加热或者包括来自即该加热块的附加组成成分的排放气体，可在退出所述设备之前例如输送到进气装置周围或内部的外管或内管。或者，可简单地将排放气体输送到进气装置的外表面的一部分。所述加热装置可与一温度传感器相连，该温度传感器用于感测进入或退出旋风器的加热空气的温度。优选地，该加热装置与一响应于该温度传感器的控制装置相关联，从而控制为防止喷射的收集流体冻结所需的加热块加热的程度。该温度传感器可包括普通的双金属片热电偶。在本专利技术的一优选实施例中，该温度传感器包括电压输出热电偶(例如，K型热电偶)，该控制装置将输出电压与一基准电压相比较，从而当例如输出电压下降至低于该基准电压时致动加热。这种布置允许精确且安全地控制所述加热块的加热和最佳功耗，以及甚至在周围环境温度下降时控制在旋风器主体中空气的温度。在本专利技术的一些实施例中，所述设备还包括用于温暖或加热流体收集储存器和/或旋风器主体的装置。该第二加热装置可仅包括用于捕获排放气体或来自排放气体的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从空气收集颗粒的设备，其包括：具有进气装置和出气装置的旋风器；保持气流从中经过的装置；以及将收集流体从储存器输送至从旋风器中的空气流分离的颗粒的装置，其中所述进气装置与用于加热所引入空气的装置相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆亨特西蒙兹，大卫詹姆斯斯奎勒尔，奈杰尔帕特里克波默罗伊，马丁约翰拜里，
申请(专利权)人：英国国防部，
类型：发明
国别省市：GB[英国]